Kredit:CC0 Public Domain
Ett internationellt forskningsprojekt som leds av forskare från ETH Zürich har fastställt mängden konstgjord koldioxid 2 utsläpp som tagits upp av havet mellan 1994 och 2007. Inte all koldioxid 2 som genereras vid förbränning av fossila bränslen finns kvar i atmosfären och bidrar till den globala uppvärmningen. Havet och ekosystemen på land tar upp avsevärda mängder av denna konstgjorda CO 2 utsläpp från atmosfären.
Havet tar upp CO 2 i två steg:först, kompaniet 2 löses i ytvattnet. Efteråt, havets vältande cirkulation fördelar det:havsströmmar och blandningsprocesser transporterar den lösta koldioxiden 2 från ytan djupt in i havets inre, där det ackumuleras över tiden.
Kolsänka i havet
Denna vältande cirkulation är drivkraften bakom havssänkan för CO 2 . Storleken på denna diskbänk är mycket viktig för den atmosfäriska CO 2 nivåer:utan detta handfat, koncentrationen av CO 2 i vår atmosfär och omfattningen av antropogena klimatförändringar skulle vara betydligt högre.
Att bestämma vilken andel av den konstgjorda CO 2 haven absorberar har länge varit en prioritet för klimatforskare. Ett internationellt team av forskare ledd av Nicolas Gruber, Professor i miljöfysik vid ETH Zürich, har nu bestämt denna oceaniska sänka under en period av 13 år. Som rapporterats i senaste numret av Vetenskap , forskarna har funnit att havet har tagit upp så mycket som 34 gigaton (miljarder metriska ton) konstgjort kol från atmosfären mellan 1994 och 2007. Denna siffra motsvarar 31 procent av all antropogen koldioxid 2 släpps ut under den tiden.
Den marina diskbänken är intakt
Denna andel av CO 2 som tas upp av haven har varit relativt stabil jämfört med de föregående 200 åren, men den absoluta kvantiteten har ökat avsevärt. Detta beror på att så länge den atmosfäriska koncentrationen av CO 2 stiger, havssänkan förstärks mer eller mindre proportionellt:ju mer CO 2 är i atmosfären, desto mer absorberas av haven – tills det så småningom blir mättat.
Än så länge, den punkten har inte nåtts. "Under den granskade perioden, det globala havet fortsatte att ta upp antropogen CO 2 i en takt som är kongruent med ökningen av atmosfärisk CO 2 , " förklarar Gruber.
Dessa databaserade forskningsrön bekräftar också flera tidigare, modellbaserade uppskattningar av havets sänka för konstgjorda koldioxid 2 . "Detta är en viktig insikt, ger oss förtroende för att våra tillvägagångssätt har varit korrekta, ", tillägger Gruber. Resultaten gör det ytterligare möjligt för forskarna att dra slutsatser om CO 2 sänka av ekosystemen på land, som är svårare att avgöra.
Regionala skillnader i absorptionsgrad
Medan de övergripande resultaten tyder på en intakt havssänka för konstgjord CO 2 , forskarna upptäckte också i de olika havsbassängerna avsevärda avvikelser från det förväntade upptaget från ökningen av atmosfärisk koldioxid 2 . Nordatlanten, till exempel, absorberade 20 procent mindre CO 2 än väntat mellan 1994 och 2007. "Detta beror förmodligen på avmattningen av North Atlantic Meridional Overturning Circulation i slutet av 1990-talet, vilket i sig med största sannolikhet är en konsekvens av klimatförändringar, " förklarar Gruber. Men denna nedre sänka i Nordatlanten kompenserades av ett betydligt större upptag i södra Atlanten, så att upptaget av hela Atlanten utvecklades som förväntat.
Forskarna dokumenterade liknande fluktuationer i södra oceanen, i Stilla havet och i Indiska oceanen. Gruber understryker:"Vi lärde oss att den marina sänkan inte bara svarar på ökningen av atmosfärisk koldioxid 2 . Dess betydande känslighet för klimatvariationer tyder på en betydande potential för återkoppling med den pågående klimatförändringen."
Resultat av två undersökningar
Resultaten är baserade på en global undersökning av CO 2 och andra kemiska och fysikaliska egenskaper i de olika haven, mätt från ytan ner till djup upp till 6 kilometer. Forskare från 7 länder deltog i det internationellt samordnade programmet som startade 2003. Globalt genomförde de mer än 50 forskningskryssningar fram till 2013, som sedan syntetiserades till en global dataprodukt.
För sina analyser, forskarna använde en ny statistisk metod utvecklad av Gruber och hans tidigare Ph.D. studerande, Dominic Clement. Denna metod gjorde det möjligt för dem att skilja mellan förändringarna i den konstgjorda och den naturliga CO 2 komponenter som utgör förändringarna i den totala koncentrationen av löst CO 2 i vattnet. Naturligt CO 2 hänvisar till mängden CO 2 som fanns i haven före industrialiseringen.
Gruber hade redan deltagit i en liknande studie kring millennieskiftet. Med hjälp av observationer erhållna från den allra första globala CO 2 undersökning gjord mellan slutet av 1980-talet och mitten av 1990-talet, den studien uppskattade att havet hade tagit upp cirka 118 gigaton kol från början av industrialiseringen runt 1800 fram till 1994. Hans nuvarande forskarlag förlängde denna analys fram till 2007, tillåter dem att inte bara fastställa budgeten för konstgjorda koldioxid 2 för perioden 1994 till 2007, men också för att bedöma intaktheten av havets kolsänka.
Ökar CO 2 innehåll försurar marina livsmiljöer
Genom att dämpa den globala uppvärmningen, den oceaniska sänkan för konstgjorda CO 2 tillhandahåller en viktig tjänst för mänskligheten, men det har sitt pris:CO 2 löst i havet försurar vattnet. "Våra data har visat att denna försurning når djupt in i havets inre, som sträcker sig delvis till djup på mer än 3000 m, " säger Gruber.
Detta kan få allvarliga konsekvenser för många marina organismer. Kalciumkarbonat löser sig spontant i försurade miljöer, som utgör en fara för musslor och koraller vars skal och skelett är gjorda av kalciumkarbonat. Den förändrade kemiska sammansättningen av havet kan också påverka fysiologiska processer såsom andning av fisk. Gruber är övertygad:"Att dokumentera de kemiska förändringar som tillförs havet till följd av mänsklig aktivitet är avgörande, inte minst för att förstå effekterna av dessa förändringar på livet i havet."
